2025年高考化学大一轮大单元二　第四章 第十三讲 铁盐、亚铁盐　铁及其化合物的转化（课件+讲义+练习）

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铁盐、亚铁盐　铁及其化合物的转化
2025年高考化学大一轮复习
1.掌握Fe2＋和Fe3＋的性质和检验方法。2.能从物质类别和元素价态变化的角度理解铁及其化合物的转化路径。
考点一　　Fe2＋、Fe3＋的性质与检验
考点二　　铁及其重要化合物的转化关系
Fe2＋、Fe3＋的性质与检验
1.铁盐(1)常见的铁盐有Fe2(SO4)3、FeCl3等。(2)含Fe3＋的溶液，呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。Fe3＋与Cu、H2S反应的离子方程式分别为_________________________、_______________________________。(3)Fe3＋易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。①用FeCl3固体配制FeCl3溶液的方法：_______________________________________________________。②工业上常用调节pH的方法除去溶液中的Fe3＋。
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度
③FeCl3溶液加热蒸干并灼烧，所得固体主要成分为______。④Fe3＋与 混合时都会得到________沉淀。
2.亚铁盐(1)FeSO4·7H2O呈___色，俗称_____。(2)含有Fe2＋的溶液，呈_____色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性。①氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为_____________________。②还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式为_________________________。(3)Fe2＋在酸性介质中比较稳定，因而保存亚铁盐溶液时，应加入一定量的酸，同时放入少量________来防止氧化。
Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
3.高铁酸钾(K2FeO4)暗紫色晶体，其中Fe为_____价，具有强氧化性，可用作水体的______、_____剂或高容量电池材料。4.Fe2＋和Fe3＋的检验
K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
1.硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治疗缺铁性贫血的效果(　　)2.中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、 (　　)3.Fe2(SO4)3和KI溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2(　　)4.将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，溶液变红，则Fe(NO3)2晶体已氧化变质(　　)5.向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液，若酸性KMnO4溶液褪色，证明含有Fe2＋(　　)
一、铁盐、亚铁盐的性质1.铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是A.采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法制备FeCl3固体B.保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解
加热促进Fe3＋的水解，且生成HCl易挥发，采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法不能制备FeCl3固体，故A错误；亚铁离子易被氧化为铁离子，保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是防止Fe2＋被氧化，故B错误；pH＝0的溶液显酸性，H＋、 、Fe2＋发生氧化还原反应不能共存，故C错误；亚铁离子可被过氧化氢氧化，发生反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，Fe2＋表现还原性，故D正确。
2.(2023·厦门模拟)用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是
FeCl3溶液中存在Fe3＋的水解平衡，水解的离子方程式为Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋。A项，加入FeCl3固体，平衡右移，c(Fe3＋)增大，但水解程度减小，错误；B项，加入等体积的水，平衡右移，c(Fe3＋)减小，溶液颜色变浅，正确；C项，加入Fe粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe2＋呈浅绿色，正确；D项，加热，促进水解，说明水解是吸热反应，正确。
二、应用Fe3＋、Fe2＋的性质除杂3.除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。(1)FeCl2(FeCl3)，除杂方法：_____________，离子方程式：__________________。(2)FeCl3(FeCl2)，除杂方法：___________________，离子方程式：____________________________。(3)Fe2(SO4)3(FeSO4)，除杂方法：__________，离子方程式：____________________________________。
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
加入氯水(或通入Cl2)
2Fe2＋＋Cl2===
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋
===2H2O＋2Fe3＋
(4)FeCl2(Cu2＋)，除杂方法：____________________，离子方程式：______________________。(5)CuCl2溶液(FeCl2)，除杂方法：_____________________________________________________________________________________________________________________。
Fe＋Cu2＋===Cu
先向溶液中加入氧化剂(如H2O2、氯水)，然后向混合液中加入CuO或Cu(OH)2，调pH，促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀，静置过滤
三、Fe2＋和Fe3＋的检验实验方案设计4.下列离子的检验方法合理的是A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋C.向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明 该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
A项中只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋；B项原溶液中也可能只有Fe3＋而没有Fe2＋；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了生成的白色沉淀Mg(OH)2。
5.设计简单实验，证明Fe3O4中含有＋2、＋3两种价态的铁元素(提供的试剂有Fe3O4粉末、浓、稀硫酸、硝酸、盐酸、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液)。
答案　取固体粉末溶于适量稀硫酸，将溶液分成两份，一份滴加KSCN溶液，溶液变红，证明含有Fe3＋，另一份滴加酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫红色褪去，证明含Fe2＋。
Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。
铁及其重要化合物的转化关系
1.铁及其化合物的“价—类”二维转化从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。
(1)横向变化体现了同价态、不同物质类别(氧化物、碱、盐)之间的转化。①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱；③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。(2)纵向变化体现了不同价态、同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。(3)斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
2.用离子方程式实现Fe3＋与Fe2＋的相互转化Fe2＋ Fe3＋①_________________________；②_______________________________________；③_________________________________；④________________________________________；⑤__________________；⑥________________________；⑦______________________________。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
一、过量铁对氧化产物的影响1.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。(1)请将正确答案的字母填在相应的横线上。a.Fe3＋　b.Fe2＋　c.Fe、Fe2＋　d.Fe2＋、Fe3＋①AB段铁元素以___形式存在。②BC段铁元素以___形式存在。③CD段铁元素以___形式存在。(2)AB段与BC段所需Fe的质量比为_____。
在一定量的稀HNO3中缓慢加入铁粉，开始时发生反应：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，此时铁元素在溶液中以Fe3＋形式存在，在B点时，硝酸恰好反应完全；继续加铁粉，发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，此时溶液中Fe2＋的量逐渐增多，Fe3＋的量逐渐减少；在C点时，溶液中的Fe3＋恰好完全反应，此时继续加入的铁粉不再反应，溶液中的Fe2＋的量不再增多。设AB段消耗a ml Fe，生成a ml Fe3＋，根据反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知BC段需要消耗 ml Fe，则AB段与BC段所需Fe的质量比为2∶1。
2.向含有1 ml HNO3和1 ml H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是A.a表示Fe3＋的关系曲线B.n1＝0.75C.P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mlD.向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g
该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋ ===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的关系曲线，A正确；溶液中共有3 ml H＋参加反应，消耗0.75 ml铁，B正确；P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，两者均为0.45 ml，C不正确；P点剩余0.45 ml Fe3＋，消耗0.225 ml铜，质量为14.4 g，D正确。
二、铁盐、亚铁盐的制备3.硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品或饲料添加剂，实验室用严重锈蚀的废铁屑(含有Fe、Fe2O3)为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)，其流程如下：
(1)Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式为___________________________。(2)溶液A中加过量铁粉时，反应的离子方程式为_____________________________________________。
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋
===Fe2＋＋H2↑
(3)若检验溶液B中不存在Fe3＋，可选择的方法是____________________________________________________________________________。(4)FeSO4·7H2O晶体应密封保存，主要目的是________________。
取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，说明溶液B中不存在Fe3＋
4.FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S气体。经查阅资料得知，无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华，氢硫酸为弱酸。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：
①检查装置的气密性；②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；④……⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。(1)装置A中发生反应的化学方程式为_____________________。(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端，要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作应该是___________________________。(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有______(填步骤序号)。
在沉积的FeCl3固体下方加热
(4)装置B中冷水浴的作用为_________________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，检验此时溶液中存在的金属阳离子，写出离子方程式：__________________________。(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。(6)FeCl3溶液与H2S气体反应的离子方程式为______________________________。
＋3SCN－ Fe(SCN)3
三、陌生含铁物质的制备5.以高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2和硫酸盐)为原料制备聚合硫酸铁{[Fe2(OH)x(SO4)y]n}和明矾的部分工艺流程如下，下列说法错误的是已知：赤泥液的主要成分为Na2CO3。A.赤泥液的作用是吸收“焙烧”阶段中产 生的SO2B.聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组 成中的Fe3＋具有氧化性有关C.在“聚合”阶段，若增加Fe2O3的用量，会使[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x变大D.从“滤液”到“明矾”的过程中还应有“除硅”步骤
高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2和硫酸盐)焙烧时，FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2，并用赤泥液吸收生成的SO2；焙烧后，Al2O3、Fe2O3、SiO2、硫酸盐进入“碱浸”步骤，Al2O3、SiO2溶于KOH溶液，硫酸盐溶于水，过滤，滤液经一系列处理获得明矾，滤渣主要是Fe2O3，酸浸后加入双氧水氧化可能存在的亚铁离子，此时溶液中主要有Fe2(SO4)3，加入氧化铁进行聚合，经浓缩、干燥，获得聚合硫酸铁，据此解答。
聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3＋可水解产生胶体的性质有关，与Fe3＋具有氧化性无关，故B错误；在“聚合”阶段，若增加Fe2O3的用量，碱性增强，x变大，故C正确；由上述分析可知，从“滤液”到“明矾”的过程中，由于碱浸造成二氧化硅溶于氢氧化钾，滤液中含硅酸盐，需要进行“除硅”步骤，故D正确。
6.(2023·天津模拟)Na2FeO4具有强氧化性，是一种新型的绿色非氯净水消毒剂，碱性条件下可以稳定存在，酸性条件下会自身分解生成Fe(OH)3。可用Fe(OH)3与NaClO在强碱性条件下制取，某实验小组利用如图所示实验装置，制取Na2FeO4，并验证其处理含CN－废水的能力。
Ⅰ.制取Na2FeO4(1)仪器D的名称为___________。洗气瓶B中盛有的试剂为__________。实验开始，先打开分液漏斗___(填“A”或“C”)的活塞。
仪器D为球形干燥管；洗气瓶B中盛有的试剂是饱和食盐水，用来除去混合气体中的氯化氢；因为实验中需要保持碱性环境，因此先向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液，然后再通入Cl2，所以先打开分液漏斗C的活塞。
(2)写出大试管中发生反应的离子方程式：___________________________________________。(3)三颈烧瓶中的红褐色固体基本消失，得到紫色溶液时，停止通入Cl2。通入氯气的过程中三颈烧瓶中发生反应的离子方程式有：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O、_____________________________________________________。
结合化合价升降相等、原子守恒、电荷守恒可写出制取Na2FeO4的离子方程式：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=== ＋3Cl－＋5H2O。
Ⅱ.模拟并验证Na2FeO4处理含CN－废水的能力(4)取一定量Na2FeO4加入试管中，向其中加入10 mL 0.2 ml·L－1的NaCN溶液，CN－被氧化为 和N2。充分反应后测得试管中仍有Na2FeO4剩余，过滤。向滤液中加入足量BaCl2溶液，生成白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥后称量，得白色沉淀0.354 6 g。①配制0.2 ml·L－1的NaCN溶液，需要的玻璃仪器有_______(填字母)。
溶液配制需要胶头滴管、烧杯、50 mL容量瓶、玻璃棒。
②计算NaCN溶液中CN－的去除率为______。
1.(2023·浙江6月选考，3)氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是A.氯化铁属于弱电解质B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板C.氯化铁可由铁与氯气反应制得D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子，属于强电解质，A错误；氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可用来蚀刻覆铜板，B正确；氯气具有强氧化性，氯气与铁单质加热生成氯化铁，C正确。
2.下列有关判断错误的是________(填字母)。A.铁与碘反应易生成碘化铁(2022·浙江1月选考，9A)B.FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，将观察到溶液变红色(2022·海南，6C)C.已知金属性：Fe>Cu，可推理出氧化性：Fe3＋